全 文 ： 收稿日期：2008-09-02
基金项目：杭州市种子种苗专项（20061532H03）
作者简介：张国芳（1986-），女，浙江磐安，硕士研究生，从事花卉组织培养及基因工程育种研究。
注：毛碧增为通讯作者。

凤梨科植物生物技术研究进展(综述)
张国芳，毛碧增
(浙江大学 生物技术研究所，浙江 杭州 310029)

摘 要：综述近年来生物技术在凤梨科植物中的应用进展，重点介绍凤梨科植物组织培养研究及其常见问题，
概述了凤梨科植物遗传转化的研究现状，并对一些问题提出解决对策。
关键词：凤梨科植物；愈伤组织；褐化；遗传转化
中图分类号：Q949.71+8.16; Q943 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2009)01-0074-04

Research Progress of Biotechnology on Pineapple
ZHANG Guo-fang, MAO Bi-zeng
(Institute of Biotechnology, Zhejiang University, Hangzhou 310029, Zhejiang China)

Abstract: The applications and research progresses of biotechnology on pineapple were described
in this paper. The achievements and the problems in tissue culture were mainly introduced. It stated
the general situations and perspectives about genetic transformation, some problems and
perspectives of this field were also discussed.
Key words: pineapple; callus; browning; genetic transformation

凤梨科植物包括食用类的凤梨属和观赏类的剑凤梨属、铁兰属、果子蔓属、丽穗凤梨属、菜叶凤
梨属、光萼荷属、水塔花属、莺哥凤梨属等 68 属 2 000 多种。观赏凤梨是可供栽培的多年生常绿草本
植物，具有极高的经济价值和观赏价值。但由于凤梨分株繁殖系数低，种子萌发能力弱，制约了凤梨
植物的规模化生产，而组织培养及基因工程技术为凤梨的产业化生产和新品种选育提供了技术保障。
1 离体培养体系
凤梨科植物的组织培养研究始于 20 世纪 70 年代初，经过近四十年的发展，目前可普遍以老叶鞘、
嫩叶鞘、短缩茎、顶芽、侧芽、茎段、叶片等不同组织为外植体建立植株再生体系（表 1）。愈伤组织
和芽的诱导能力因品种和外植体的不同而有所差异，可能是不同材料所含内源细胞分裂素与生长素的
绝对含量及两者的相对比例不同所致[1-3]，所以在再生体系建立时选择合适的外植体是非常重要的。
1.1 叶鞘组织
何丽灿等[4]以姬凤梨(Cryptanthus acaulis)、水塔花(Pyram idalis)、红蜻蜓(Aechmea fasciata)的带居
间分生组织的老叶鞘为外植体，接种至改良的愈伤组织诱导培养基 MS + BA 2.0 mg/L（单位下同） +
2,4-D 5.0 + IBA 0.2，60 d 后愈伤组织诱导率达 74.6%，随后转接到分化培养基 MS + BA 4.0 + IBA 0.2，
丛生芽分化率为 17.1%。刘松涛等[5]以星花凤梨(Guzmania lingulata)老叶鞘为外植体，在愈伤组织诱导
培养基 MS + 6-BA 2.0 + NAA 0.2 暗培养 10 d 后转移到散射光下培养 30 d，外植体开始膨大，诱导出愈
伤组织，60 d 后将淡黄绿色的愈伤组织转接到分化培养基 MS + 6-BA 2.0 + NAA 0.25 进行不定芽分化。
综合外植体的取材难易程度、愈伤组织诱导率以及不定芽的分化率等因素，老叶鞘是最佳的外植体材
料，因老叶鞘容易大量获得，其从茎部剥离时带有居间分生组织，在合适的诱导培养基上，可较快形
成愈伤组织继而进行丛生芽的分化。

2009,38(1):74-77.
Subtropical Plant Science
第 1 期 张国芳,等：凤梨科植物生物技术研究进展(综述) ﹒75﹒
表 1 已建立再生体系的凤梨科植物
植物名 外植体 基本培养基
彩叶凤梨 Neoregelia carolina 侧芽茎尖 诱导：MS; 生根: 1/2MS
康泰凤梨 Guzmania continental 短缩茎 诱导：MS; 生根: MS
星花凤梨 Guzmania lingulata 老叶鞘 诱导：MS; 生根: MS
虎纹凤梨 Vriesea splanens 短缩茎 诱导：MS; 生根: MS
蜻蜓凤梨 Aechmea fasciat 短缩茎 诱导：MS; 生根: MS
金边艳凤梨 Ananas comosus 茎段 诱导：MS; 生根: MS
百剑凤梨 Lillandsia flabellat 芽的茎尖 诱导：MS; 生根: 1/2MS
艳凤梨 Ananas comosus cv. variegetus 侧芽茎尖和茎段 诱导：MS; 生根: 1/2MS
大莺歌凤梨 Vriesea poelanii 侧芽茎尖 诱导：1/2MS; 生根: 1/2MS
姬凤梨 Cryptanthus acaulis 老叶鞘 诱导：MS; 生根: MS
水塔花 Pyram idalis 老叶鞘 诱导：MS; 生根: MS
1.2 短缩茎
郑淑萍等[6]用星花凤梨的短缩茎作为外植体，以 MS 为不定芽诱导培养基，MS + 6-BA 3.0 + NAA
0.1 为增殖培养基，不定芽增殖系数达 5.0，生根培养基 MS + IBA 0.5 + NAA 0.5 培养 15～20 d 即可生
根。徐立等[7]以蜻蜓凤梨的短缩茎为外植体，切块接种到 MS + 6-BA 4.0 + NAA 1.0 + IAA 1.0 不定芽诱
导培养基上，培养 20 d 后侧芽开始萌动。张伟等[8]以虎纹凤梨侧芽的短缩茎为外植体，将短缩茎纵切
成两块接种至 MS + BA 1.5 培养基中暗培养 10 d，然后在自然光下培养，40 d 后开始形成愈伤组织，
60 d 形成淡黄绿色、疏松的愈伤组织，愈伤组织在 MS + BA 1.0 + IBA 0.5 分化培养基上分化出丛生芽。
短缩茎具有诱导出愈伤组织或不定芽的潜能，但考虑到短缩茎取材的一次性，故只有在材料足够多的
情况下采用。
1.3 茎尖、茎段组织
徐立等[9]以彩叶凤梨的侧芽茎尖为外植体，在 MS + KT 4.0 + IAA 0.1 培养基上成功诱导出芽，在
1/2MS + IBA 0.1 培养基上生根壮苗，生根率达 99%。文慧婷等[10]以艳凤梨侧芽的茎尖和茎段为材料,
以 MS + 6-BA 2.0 + NAA 0.05 为诱导培养基，MS + 6-BA 3.0 + NAA 0.1 为增殖培养基, 1/2MS + NAA 1.0
+ IBA 1.0 + AC 3.0 为生根培养基，试管苗移栽存活率达 90%～95%。Zepeda 等[11]以腋芽为外植体，置
于 MS + 25% CW 液体培养基中震荡培养(1 r/5min)，2 周后转移到 1/2MS + 25% CW 培养基上，2 个月
后获得具有 5～8 片叶的芽，以 1/2MS + BA 0.5～1.0 为增殖培养基，12 个月后 1 个芽可增殖 5 000 株
小苗。Mathews 等[12]以腋芽为外植体，置于 MS + NAA 1.8 + IBA 2.0 + KT 2.1 固体培养基中培养 8～10
周后即可获得丛生芽，而液体培养基 MS + NAA 5.4 + IAA 5.1 + KT 2.1 震荡培养可以促进丛生芽增殖，
生根培养基为 MS + NAA 0.18。
Teng[13]以凤梨（A n a n a s c o mo s u s）顶芽的叶片及芽为外植体，接种至 MS + 6-BA 1.0 + NAA 0. 5～
1.0 诱导愈伤组织，愈伤组织在 MS + 6-BA 1.2 + NAA 0.08 分化培养基上培养 2 周的增殖倍数最大。
2 培养物褐化及其防范对策
培养物褐化是凤梨科植物组织培养中最常见的问题，影响着培养物的正常生长与增殖。目前普遍
认为褐化包括酶促褐化和非酶促褐化，但凤梨科植物组培过程中的褐化机理尚不清楚。据报道，不同
品种的凤梨科植物外植体褐化程度不同，甚至同一植物的不同部位外植体褐化程度也有差异。另外，
消毒剂种类、光照及培养方式、培养基、防褐化剂处理、生长调节剂浓度等对培养物褐化也有不同程
度的影响。
2.1 外植体种类
彭筱娜等[14]研究发现，组织培养过程中粉叶珊瑚凤梨褐化程度较红星凤梨、黄莺歌凤梨严重。凤
第 38 卷 ﹒76﹒
梨的花序轴和花托部分作为外植体进行诱导时，愈伤培养褐化现象严重，茎段普遍比叶片的褐化严重。
周俊辉等[15]研究表明，几种观赏凤梨依据褐变程度从重到轻依次为：粉菠萝、水塔花、红星凤梨、七
彩凤梨。
2.2 消毒剂种类
周俊辉等[15]研究表明，消毒剂 NaClO 浓度影响着外植体的褐化程度，2% NaClO 消毒处理，有加剧
观赏凤梨嫩芽褐变的趋势，而 0.1% HgCl2 消毒处理对嫩芽褐变的影响不大，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对
减轻褐化的效果不明显。彭筱娜等[14]研究表明，用 75%酒精处理外植体明显加剧了褐化程度，而 0.1%
HgCl2 处理对褐化的影响不大。
2.3 光照及培养方式
彭筱娜等[14]研究表明，在组织培养开始阶段，适当的暗培养有助于减少褐化的产生或者减轻褐化
程度。张俊琦等[16]在牡丹组织培养过程也得到相似的结果。
2.4 基本培养基的种类
林思诚等[17]报道了大莺歌凤梨的离体培养，结果表明在同等激素配比条件下 1/2MS 比 MS 有助于
减轻褐化程度。彭筱娜等[14]研究表明，在 N6、B5、MS、1/2MS 几种基本培养基中，MS 培养基上培养
物的褐化速度最快，而其他基本培养基之间没有明显差异。
2.5 防褐化剂的种类及其浓度
彭筱娜等[14]研究表明，在培养基中添加 200 mg/L 抗坏血酸，或将外植体(茎段或叶片)在 Na2SO3
或 NaHSO3 溶液中浸泡 30 min 都能较好地防止褐化，而且前者不影响分化；但随着培养基中 2,4-D 浓
度的升高，培养物的褐化程度也随之加剧，在能有效诱导愈伤组织的前提下，2,4-D 浓度为 4 mg/L 较
合适。林思诚等[17]发现，大莺歌凤梨的离体培养中添加 30 mg/L 苹果酸、30 mg/L 抗坏血酸或 1g/L 活
性炭均不能明显减轻褐变现象。周俊辉等[15]研究表明，防褐变药剂中 AB1 和 AB2 对防止红星凤梨嫩
芽褐变最有效，AB1 浓度以 600～800 mg/L 防褐效果最好，AB2 则以 5 000 mg/L 防褐效果最好。
3 遗传转化
目前，凤梨科植物中观赏凤梨虽然品种繁多，但在育种上也存在一些尚待改进的地方，如：（1）
常规育种方法培育新品种周期太长。（2）凤梨科植物仍存在一些较严重的病虫害，其中观赏凤梨的病
害可分为非传染性病害和传染性病害两大类，常见的有心腐病、根腐病、炭疽病等；虫害主要有介壳
虫类、红蜘蛛、袋蛾、毛虫等。（3）观赏凤梨的商品性状改良。目前可通过植物基因工程技术，转入
抗病虫、抗逆、花型、花色等基因，通过转化目的基因进行定向育种，培育新品种。
因凤梨组织培养周期较长，其基因工程的研究受到较大限制，目前国内未见转基因凤梨再生植株
成功的报道，但相关工作已逐步开展。国外已有凤梨转基因的成功报道，Thomson 等[18]成功导入了 dell
基因；另外抗性蛋白合成基因的导入，增加凤梨对粉蚧的抗性[19]；抗线虫基因已成功导入[20]；反义乙
烯合成酶基因的导入，抑制自然开花[21]；抗多酚氧化酶基因的导入，防止凤梨黑心病的发生[22]。
4 展 望
随着生物技术的迅猛发展，生物技术在凤梨科植物中的应用越来越广泛，并在凤梨科植物育种、
遗传转化等方面表现出广阔的应用前景。而组织培养研究是凤梨科植物育种、遗传转化等的基础。食
用凤梨的离体培养技术已较成熟，但观赏凤梨组织培养体系尚不完善。因此，应用组织培养进行观赏
凤梨植物繁殖育种，繁殖速度快，育种周期短，且不受季节影响，对于优良品种的引进和推广具有重
要意义。随着组织培养技术日趋成熟，转基因技术也将在观赏凤梨育种上取得重要进展。目前，首要
任务是建立完善的组织培养体系，应用分子生物学和基因工程技术，收集保存国内优良凤梨科植物种
质资源，培育具有更多优良性状的转基因新品种。
第 1 期 张国芳,等：凤梨科植物生物技术研究进展(综述) ﹒77﹒
参考文献：
[1] 陈秀玲,等. 金边凤梨组织培养快速育苗的研究[J]. 佛山科学技术学院学报(自然科学版), 2001,19(1): 62-65.
[2] 王春荣,等. 红藻风梨的离体快速繁殖[J]. 植物生理学通讯, 2002,38(1): 46.
[3] 洪燕萍,等. 四种观赏凤梨的离体繁殖[J]. 热带亚热带植物学报, 2002,10(1): 63-68.
[4] 何丽灿,等. 观赏凤梨组织培养不同外植体的比较试验[J]. 佛山科学技术学院学报(自然科学版), 2002,20(1): 78-80.
[5] 刘松涛,等. 凤梨组织培养研究[J]. 西北林学院院报, 2007,22(4): 95-97.
[6] 郑淑萍,等. 星花凤梨的组织培养和快速繁殖[J]. 江苏农业科学, 2005(3): 94-95.
[7] 徐立,等. 蜻蜒凤梨的组织培养和快速繁殖[J]. 园艺学报, 2000,27(4): 303-304.
[8] 张伟,等. 虎纹凤梨的组织培养与快速繁殖研究[J]. 南阳师范学院学报, 2006,5(3): 63-64.
[9] 徐立,等. 彩叶凤梨的组织培养及快速繁殖[J]. 植物生理学通讯, 2003,39(4): 344.
[10] 文慧婷,等. 艳凤梨组培快繁技术研究[J]. 现代农业科技, 2007(4): 10-14.
[11] Zepeda C, et al. In vitro propagation of pineapple[J]. HortScience, 1981,16: 495.
[12] Mathews V H, et al. Multiple plantlets in lateral bud and leaf explants in vitro cultures of pineapple[J]. Scientia Hort.,
1979,1：319-328.
[13] Teng W L. An alternative propagation method of Ananas through nodule culture[J]. Plant Cell Report, 1997,16(7): 454-457.
[14] 彭筱娜,等. 观赏凤梨组织培养中防止外植体褐化的初步研究[J]. 湖南农业科学, 2007(4): 67-69.
[15] 周俊辉,等. 观赏凤梨嫩吸芽离体培养中褐化防止的初步研究[J]. 仲恺农业技术学院院报, 2000,13(1): 5-9.
[16] 张俊琦,等. 牡丹组织培养中褐化的发生原因与防止方法的研究[J]. 沈阳农业大学学报, 2006,37(5): 720-724.
[17] 林思诚,等. 大莺歌凤梨的离体培养快速繁殖试验[J]. 广东林业科技, 2005,2l(1): 15-18.
[18] Thomson K G, et a1. Trotransposon-like sequences integrated into the genome of pineapple Ananas comosus[J]．Plant
Molecular Biology, 1998,38(3): 461-465.
[19] Wakman W, et a1. Presence of closterolike virus and a bacilli form virus in pineapple plants in Australia[J]．Aust J Argic
Res., 1995,46: 947-958.
[20] Striling G. New developments in nematode control：transgenic plant with nematode resistance[M]//Pineapple Field Day.
Queensland: Queensland Fruit and Vegetables Growers. Golden Circle, Queedsland: Dep Prim Indust., 1994: 6．
[21] Sanewski G. Eliminating natural flowering by genetic engineering[M]//Pineapple Field Day. Queensland: Queensland Fruit
and Vegetables Growers. Golden Circle, Queensland: Dep Prim Indust.,1994: 59-60.
[22] Underhill S J R, et a1. The development of a transgenic blackheart pineapple[M]//Pineapple Field Day. Queensland:
Queensland Fruit and Vegetables Growers. Golden Circle, Queensland: Dep Prim Indust., 1994: 57-58.


《亚热带植物科学》期刊综合评价指标数据
根据中国学术期刊（光盘版）电子杂志社、中国科学文献计量评价研究中心、清华大学图书馆联
合出版的《中国学术期刊综合引证报告》（2004～2008），本刊最近 5 年各项指标数据如下表。
《亚热带植物科学》最近 5 年期刊综合评价各项指标

年份 总被引 频次
影响
因子
5 年影响
因子
即年
指标
他引
总引比
被引
期刊数
被引
半衰期 载文量
基金
论文比
Web 即年
下载率
2003 114 0.2569 / 0.0494 0.8947 / 3.8 81 / 16.63
2004 169 0.3500 0.356 0.0100 0.9467 / 4.1 96 0.48 21.90
2005 244 0.3500 0.410 0.0000 0.9600 140 4.8 98 0.44 21.30
2006 385 0.4860 0.564 0.0430 0.9700 186 4.9 93 0.49 49.80
2007 436 0.472 0.634 0.0430 0.9900 210 4.9 93 0.59 32.8